低温对碳纤维复合材料弯曲性能影响试验研究

摘要：

由于航天运载器的轻量化需求,高性能碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CFRP)已经应用于液体燃料贮箱的研制,但其服役环境苛刻,往往要经受-183～-253℃的超低温或多次低温循环过程.目前,对CFRP的低温力学性能,尤其是常-低温循环力学性能的研究仍比较局限,这制约了 CFRP燃料贮箱的设计和研制进程.本文针对一种液氧相容的环氧树脂体系,采用热压罐工艺制备了 CFRP单向板,并测试其在25℃、-55℃、-120℃和-183℃下的弯曲力学性能.结果表明,弯曲强度和模量均随着温度降低而提高,当温度从25℃降低到-183℃时,弯曲强度提高约66.7％,弯曲模量提高约10.3％.同时,本文也研究了室温-液氧循环50～200次对弯曲力学性能及微裂纹萌生的影响.结果表明,200次循环后,单向板的弯曲强度基本没有降低,并且内部也无微裂纹产生.本文研究表明,该CFRP体系具有较为优异的低温力学性能和耐低温循环性能,在液体燃料贮箱领域有着巨大应用潜力.

关键词：复合材料、单向板、低温、弯曲性能、微裂纹

所属期刊栏目：43

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金11972256

在线出版日期：2023-01-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：537-546